[发明专利]一种多模式复合转向系统分类控制器及其控制方法

说明书

本发明公开了一种多模式复合转向系统的分类控制器及其控制方法，通过工况特征提取模块对传感器模块输入的信号进行处理分析，建立分类函数，计算得到当前工况下分类函数的值。通过模式分类器Ⅰ将转向系统的转向模式分为模式A、模式B、模式C；通过模式分类器Ⅱ将模式C分为模式D、模式E，模式分类控制器向相应助力模块执行机构输出控制电流，驱动电动助力执行机构、液压助力执行机构输出助力，实现了系统多转向模式控制的功能，解决了车用多工作模式机电液耦合的助力系统模式切换的问题。

技术领域

本发明涉及汽车助力转向系统控制技术领域，具体指代一种多模式复合转向系统分类控制器及其控制方法。

背景技术

目前，国内外现有汽车采用的液压助力转向系统可在汽车低速工况下提供较大助力，减轻驾驶员转向时负担；但在高速工况下转向路感较差，操纵稳定性存在问题；电动助力转向系统由控制器、助力电机、减速机构转向盘转矩传感器以及车速传感器等组成，控制器接收传感器测得的转向盘转矩信号和车速信号并进行处理，控制电机根据事先确定的助力特性输出助力转矩。但受汽车本身蓄电池电压等电气特性影响，其输出的最大助力矩较小，不满足大型客车等车辆的需求。

理想情况下，转向系统在汽车低速行驶时应输出较大的助力，以减轻驾驶员负担，实现良好的转向轻便性；在高速时应输出较小的助力，保障行驶安全，获得良好的转向路感。因此，在液压助力转向系统中融合电动助力模块，可实现车辆低速时的转向轻便性和高速时良好的路感；实现可变传动比功能，可进行主动转向干预，实现了汽车的操纵稳定性与驾驶舒适性的有机融合，是一种理想转向系统，具有广阔的应用前景。

但多模式复合转向系统在工作过程中，存在当车辆处于临界工况时，系统转向模式判定模糊、模式切换过程中出现切换“死区”，以及转向系统在模式切换过程中助力执行机构响应存在迟滞等问题，因此需要设计相应控制器，来解决机电液耦合的多模式系统工作模式切换的问题。

发明内容

针对于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种多模式复合转向系统分类控制器及其控制方法，以解决机电液耦合的多工作模式系统的模式切换问题，现有技术中转向系统传动比固定、液压助力转向系统在高速工况下转向路感较差，操纵稳定性差等问题。

为达到上述目的，本发明的一种多模式复合转向系统分类控制器，包括：传感器模块、信息预处理模块、工况特征提取模块、模式分类器Ⅰ、模式分类器Ⅱ，上述各部分依次连接，其中，

所述的传感器模块将采集到的工况信息传递至信息预处理模块；

所述的信息预处理模块对上述工况信息进行滤波、车辆状态参数估计处理，并将处理结果信息传递至工况特征提取模块；

所述的工况特征提取模块依据定义的不同工况转向力矩、转向能耗函数，对信息预处理模块输出的信号进行提取，得到当前车辆的工况特征函数，并将特征函数传递至模式分类器Ⅰ进行分类操作；所述的模式分类器Ⅰ为一级模式分类器，依照车辆当前工况以及一级模式分类算法，将系统转向模式分为转向模式A、转向模式B、转向模式C，并将相应分类信号输出至模式分类器Ⅱ，所述转向模式A、转向模式B、转向模式C分别为电动助力模式、液压助力模式、复合助力模式；

所述的模式分类器Ⅱ为复合模式分类器，依照复合模式分类算法将系统的复合模式分为转向模式D、转向模式E，所述转向模式D、转向模式E分别为原地转向模式、紧急避撞模式。

优选地，上述的传感器模块采集到的工况信息包括：车速信号、转向盘转角信号、转矩信号以及各个电机转速信号。

优选地，上述信息预处理模块包括：转角信息预处理模块、侧向加速度信息预处理模块、转向盘转矩信息预处理模块、车速信息预处理模块，分别对传感器模块采集到的转矩信号进行滤波处理，以及通过参数估计来获取横摆角速度信号。

本发明的一种多模式复合转向系统分类控制器的控制方法，包括如下步骤：